(57)【要約】【課題】ベルト層とカーカス層間のセパレーションやカーカス層の切断等の発生を抑制して空気入りタイヤの耐久性を向上させる。【解決手段】ベルトプライ１１、１２からなるベルト層１０のタイヤ半径方向外側に、それらよりも幅広で周方向に延びる補強素子２５が埋設されたベルト強化層２０を設ける。また、ベルト層１０とカーカス層３の間に狭幅な補強層３０を、ベルト層１０のそれぞれの端部を跨いで配置する。補強層３０内には、隣接するベルトプライ１２内の補強素子１５とタイヤ赤道面Ｓに対して逆方向に傾斜する、例えば芳香族ポリアミドからなる補強素子３５を複数埋設する。【選択図】          図２
2007137172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビードコアと、該ビードコア間をトロイダル状に延びるカーカス層と、該カーカス層のクラウン部の外周側に配置されたトレッドとを備えた空気入りタイヤであって、
前記カーカス層と前記トレッドの間に、
補強素子を有するベルトプライからなるベルト層と、
該ベルト層のタイヤ半径方向外側に該ベルト層の両端部を覆って配置された、該ベルト層よりも幅広で実質上タイヤ周方向に延びる補強素子を有する少なくとも１枚の強化プライからなるベルト強化層と、
前記ベルト層と前記カーカス層との間に前記ベルト層のタイヤ幅方向外側の端部を跨いで配置された補強素子を有する狭幅の補強層と、
を備えたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
請求項１に記載された空気入りタイヤにおいて、
前記ベルト層が、金属製の補強素子を有するベルトプライを少なくとも１枚備えていることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された空気入りタイヤにおいて、
前記ベルトプライの補強素子が、タイヤ赤道面に対して１５度から７０度の角度で傾斜していることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載された空気入りタイヤにおいて、
前記狭幅の補強層の補強素子が、タイヤ赤道面に対して２０度から９０度の角度で傾斜していることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載された空気入りタイヤにおいて、
前記狭幅の補強層の補強素子が、隣接する前記ベルトプライの補強素子とタイヤ赤道面に対して逆方向に傾斜していることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載された空気入りタイヤにおいて、
前記狭幅の補強層のタイヤ幅方向の幅が、２０ｍｍから７０ｍｍであることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載された空気入りタイヤにおいて、
前記狭幅の補強層の補強素子が、有機繊維からなることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項８】
請求項７に記載された空気入りタイヤにおいて、
前記有機繊維が、芳香族ポリアミドからなることを特徴とする空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤに関し、特に、タイヤ周方向に延びる補強素子が埋設されたベルト強化層をベルト層に重ね合わせて配置した空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤは、一般に、クラウン部のカーカス層の外周に、剛性の高い補強素子が埋設された１枚以上のベルトプライからなるベルト層が設けられている。このベルト層は、カーカス層を保護するだけでなく空気入りタイヤを径方向に圧縮する役目をしており、周方向の剛性を保ちいわゆるたが効果を発揮する。しかし、このような構造の空気入りタイヤでは、回転速度が速くなる高速走行時に、大きな遠心力が作用してタイヤのクラウン部がタイヤ半径方向（以下、単に半径方向という）外側に膨張変形し、操縦安定性が低下することがある。
【０００３】
そこで、従来、クラウン部のベルト層にベルト強化層を重ね合わせて配置し、クラウン部を強化して遠心力による膨張変形等を抑制した空気入りタイヤが知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
図３は、特許文献に記載されたものではないが、このようなベルト強化層２０を備えた空気入りタイヤ９１の一例を示すタイヤ幅方向半断面図である。
この空気入りタイヤ９１は、図示のように、クラウン部２に、一対のビードコア５間をトロイダル状に延びる少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカス層３と、その外周側に設けられたトレッド４とを有し、それらの間に、半径方向に重ねて配置された２枚のベルトプライ１１、１２からなるベルト層１０と、その半径方向外側に配置された１枚の強化プライからなるベルト強化層２０とを備えている。
【０００５】
ベルト層１０は、半径方向内側のベルトプライ１２が外側のベルトプライ１１よりも幅広に形成され、それらの内部には、タイヤ赤道面Ｓに対してそれぞれ逆方向に傾斜して延びるスチール等からなる複数本の補強素子が埋設されている。一方、ベルト強化層２０は、ベルト層１０よりも幅広に形成され、その両端部を覆ってクラウン部２の端部付近まで配置されている。また、ベルト強化層２０は、その内部にタイヤ周方向（以下、単に周方向という）に延びる補強素子が埋設されており、この補強素子により周方向の変形が抑制されるため、同方向の伸びが非常に小さいという特徴を有する。
【０００６】
従って、この従来の空気入りタイヤ９１では、ベルト強化層２０により周方向の剛性を向上させることができるため、クラウン部２を押さえ付ける前記たが効果が高まり、遠心力による膨張変形を抑制して高速走行時の空気入りタイヤ９１の操縦安定性やトラクション性、及び耐久性を大きく向上できる。
【０００７】
このような効果に着目して、近年では、トラック・バス用タイヤや自動二輪車用タイヤ等の乗用車用以外の種々の空気入りタイヤにおいても、同様に、ベルト強化層２０を設けることが行われている。このベルト強化層２０の補強素子としては、ナイロンや芳香族ポリアミド等の有機繊維やスチール等からなるコードが一般的であり、中でも芳香族ポリアミドやスチールは、高温時においても伸張し難くクラウン部２の膨張変形を効果的に抑制できるため、近年、特に注目されている。
【０００８】
しかしながら、このような構造を有する空気入りタイヤ９１では、以下で説明するように、ベルト強化層２０の周方向の変形に対する剛性の高さ等に起因して、ベルト層１０とカーカス層３との間に亀裂（セパレーション）が生じやすくなり、また、カーカス層３のカーカスプライを構成するカーカスコード等の補強素子が切断されやすくなるという問題がある。
【０００９】
即ち、空気入りタイヤ９１の丸いクラウン部２は、接地時に路面形状に合わせてタイヤ幅方向（以下、単に幅方向という）等の変形を受けて平面状に変形する。このとき、ベルト層１０及びベルト強化層２０にも同様の接地面内の変形が生じるが、ベルト層１０は、周方向に変形し難いベルト強化層２０に半径方向外側から覆われているため、ベルト強化層２０に押え付けられて変形が抑制され、接地時の周方向の伸びが非常に小さくなる。
【００１０】
一方、カーカス層３は、ベルト強化層２０の幅方向外側端部を境界に、ベルト強化層２０に重なる内側では同様に周方向の伸びが抑制されるが、その外側では抑制されずに大きな伸びが発生する。特に、カーカスプライの補強素子がタイヤ赤道面Ｓに対して９０度、即ち幅方向に延びるラジアル構造のカーカス層３では、補強素子間のゴムが伸びることで周方向に容易に変形し、接地時の伸びがより大きくなる。また、この伸びは、接地面のタイヤ回転方向先方部（踏み込み部）とタイヤ回転方向後方部（蹴り出し部）で特に大きくなる。
【００１１】
このベルト層１０とカーカス層３の伸びの差により、その間のゴムに大きなせん断歪みが繰り返し発生する結果、この従来の空気入りタイヤ９１では、各層１０、３間のゴムにセパレーションが生じやすく、耐久性が低下する恐れがある。特に、層間ゴムに生じるせん断歪みは、幅広なベルトプライ１２の両端部付近とカーカス層３の間で最大となり、その部分でセパレーションが発生する恐れが最も大きくなる。
【００１２】
また、この空気入りタイヤ９１では、製造工程の一部である加硫成型工程において、ベルト層１０とカーカス層３間の距離が近くなり、セパレーション等の故障が生じやすくなるという問題もある。
即ち、加硫成型工程では、未加硫のグリーンタイヤ（生タイヤ）を金型（モールド）内に装入した後、グリーンタイヤの内側から熱と圧力を加えて加硫成型して所定形状の製品タイヤ９１を製造する。この金型内の圧力で、グリーンタイヤは、２％から７％程度、外方向に拡張して金型内周面に押し付けられて型付けされる。このとき、周方向に伸び難いベルト強化層２０は、殆ど拡張しないのに対し、ベルト層１０やカーカス層３は、タイヤ赤道面Ｓに対して傾斜した補強素子を有するため、補強素子間のゴムが周方向に伸びる等して拡張する。
【００１３】
しかしながら、ベルト層１０は、上記したように、ベルト強化層２０により周方向の伸び、即ち拡張が抑制されるため、拡張するカーカス層３に押されてその間の未加硫ゴムに圧力が生じる。この圧力により、層間のゴムが、ベルト層１０及びベルト強化層２０の補強素子間から半径方向外側に押し出されて移動したり、或いはベルト層１０の内周に沿って幅方向外側に流動する等して、ベルト層１０とカーカス層３の間から流出しやすくなる。これは、加熱された未加硫ゴムが極めて柔らかい流動体であるのに対して、ベルト層１０やベルト強化層２０が内部の補強素子により流動できないために生じる現象であり、主にゴムの流動性が高い加硫初期に生じる。
【００１４】
このゴムの流出は、特に、ベルト層１０の端部付近で起こりやすく、従って、この空気入りタイヤ９１では、カーカス層３とベルト層１０、特にその端部との距離が接近する傾向にある。その結果、上記した層間ゴムに生じる周方向のせん断歪みが大きくなり、セパレーションがより生じやすくなる。また、転動時にベルト層１０の端部が動いてカーカス層３に接触し、その補強素子が切断される恐れもある。更に、ベルト層１０の補強素子がスチール等の金属からなる場合には、ベルト層１０の端部に硬く剛性の高い切断面が位置するため、端部の伸びや移動がより小さくなる等して層間ゴムが流出しやすくなり、また、カーカス層３が押し付けられてその距離が更に接近し、ベルト層１０の端部がカーカス層３に接触、又は食い込む恐れもある。従って、この場合には、セパレーションやカーカス層３の切断がより生じやすくなる。
【００１５】
このような問題に対処する方法の１つとして、ベルト層１０の両端部とカーカス層３との間にゴム層を設け、各層１０、３間の距離を確保する方法が考えられる。これにより、各層１０、３の周方向の伸びの差が大きい場合であっても、層間ゴムに生じるせん断歪みを低く抑えることができ、セパレーションの発生を抑制できる。また、ベルト層１０の端部がカーカス層３に接触等するのを防止して、カーカス層３の切断を抑制できる。しかしながら、加硫前にベルト層１０とカーカス層３の間にゴム層を配置しても、上記したように加硫成型時に流出してしまうことが多く、このような構造の空気入りタイヤ９１を製造することは極めて難しい。
【００１６】
【特許文献１】特開２０００−２０３２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、ベルト層とカーカス層間のセパレーションやカーカス層の切断等の発生を抑制して空気入りタイヤの耐久性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
請求項１の発明は、一対のビードコアと、該ビードコア間をトロイダル状に延びるカーカス層と、該カーカス層のクラウン部の外周側に配置されたトレッドとを備えた空気入りタイヤであって、前記カーカス層と前記トレッドの間に、補強素子を有するベルトプライからなるベルト層と、該ベルト層のタイヤ半径方向外側に該ベルト層の両端部を覆って配置された、該ベルト層よりも幅広で実質上タイヤ周方向に延びる補強素子を有する少なくとも１枚の強化プライからなるベルト強化層と、前記ベルト層と前記カーカス層との間に前記ベルト層のタイヤ幅方向外側の端部を跨いで配置された補強素子を有する狭幅の補強層と、を備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載された空気入りタイヤにおいて、前記ベルト層が、金属製の補強素子を有するベルトプライを少なくとも１枚備えていることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載された空気入りタイヤにおいて、前記ベルトプライの補強素子が、タイヤ赤道面に対して１５度から７０度の角度で傾斜していることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載された空気入りタイヤにおいて、前記狭幅の補強層の補強素子が、タイヤ赤道面に対して２０度から９０度の角度で傾斜していることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載された空気入りタイヤにおいて、前記狭幅の補強層の補強素子が、隣接する前記ベルトプライの補強素子とタイヤ赤道面に対して逆方向に傾斜していることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載された空気入りタイヤにおいて、前記狭幅の補強層のタイヤ幅方向の幅が、２０ｍｍから７０ｍｍであることを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載された空気入りタイヤにおいて、前記狭幅の補強層の補強素子が、有機繊維からなることを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項７に記載された空気入りタイヤにおいて、前記有機繊維が、芳香族ポリアミドからなることを特徴とする。
【００１９】
（作用）
本発明によれば、ベルト層よりも幅広で実質上周方向に延びる補強素子を有するベルト強化層をベルト層の半径方向外側に配置し、ベルト層等を外周側から押さえ付けて、高速転動時の遠心力で生じるクラウン部の膨張変形や、ベルト層が下層の部材から剥がれようとするのを抑制する。また、補強素子を有する狭幅の補強層を、ベルト層とカーカス層との間にベルト層の端部を跨いで配置し、その間の距離を確保して層間のせん断歪みを低下させるとともに、ベルト層の端部がカーカス層に接触等するのを防止する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ベルト層とカーカス層間のセパレーションやカーカス層の切断等の発生を抑制できるため、空気入りタイヤの耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の空気入りタイヤの一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態の空気入りタイヤ１の幅方向半断面図であり、図２は、この空気入りタイヤ１のクラウン部２の構造を模式的に示す一部破断平面展開図である。
【００２２】
この空気入りタイヤ１は、高い性能が要求される例えば乗用車等に装着される空気入りラジアルタイヤであり、図１に示すように、半径方向内側（図では下側）に位置する一対のビード部６と、ビード部６から略半径方向外側（図では上側）に向かってそれぞれ延びるサイドウォール部７と、両サイドウォール部７の半径方向外側の端部同士を連結する略円筒状のクラウン部２とを備える。
【００２３】
また、この空気入りタイヤ１は、図３に示す前記従来の空気入りタイヤ９１と同様に、ビード部６の半径方向内側端部付近に埋設された一対のビードコア５と、ビードコア５周りに折り返され、かつ一対のビードコア５間に渡って延びるカーカス層３と、クラウン部２の外周側に設けられ、リブ溝５０等からなるトレッドパターンが形成されたトレッド４とを備える。加えて、クラウン部２のカーカス層３とトレッド４との間に、カーカス層３の外周側に隣接して配置された少なくとも１枚（図では２枚）のベルトプライ１１、１２からなるベルト層１０と、ベルト層１０の半径方向外側に配置された少なくとも１枚（図では１枚）の強化プライからなるベルト強化層２０とを備える。しかしながら、この空気入りタイヤ１では、カーカス層３とベルト層１０の幅方向両端部間のそれぞれに狭幅な補強層３０を備えている点で、前記従来の空気入りタイヤ９１と相違する。
【００２４】
カーカス層３は、図１に示すように、ビード部６からサイドウォール部７とクラウン部２内を通ってトロイダル状に延びるととともに、ビードコア５を包み込むように、ビードコア５の周りを幅方向内側から外側に向かって折り返して半径方向外側に向かって巻き上げられて配置されている。このカーカス層３は、少なくとも１枚のカーカスプライから構成され、図２に示すように、カーカスプライの内部には実質上ラジアル方向、即ちタイヤ赤道面Ｓに対する角度が９０度である幅方向に延びる非伸張性の補強素子９、例えばスチールコードやナイロンコード等が複数本埋設されている。
【００２５】
ベルト層１０は、図１に示すように、タイヤ赤道面Ｓから幅方向両外側に向かって、それぞれ略等しい長さに渡って延びる２枚のベルトプライ１１、１２から構成されている。ベルトプライ１１、１２の内部には、図２に示すように、タイヤ赤道面Ｓに対して所定の角度で傾斜して延びる非伸張性の補強素子１５、例えばスチール等の金属や芳香族ポリアミド等の有機繊維からなるコードが複数本埋設されている。
【００２６】
本実施形態のベルト層１０は、図１に示すように、半径方向外側のベルトプライ１１と、それよりも幅広な内側のベルトプライ１２を、半径方向に重ね合わせて形成されている。また、各ベルトプライ１１、１２は、互いに交錯する、即ち、図２に示すように、それぞれの補強素子１５がタイヤ赤道面Ｓに対して互いに逆方向に傾斜している。
【００２７】
ここで、補強素子１５として、比較的剛性が低く柔軟性を有する有機繊維コードを用いた場合には、剛性が高い金属からなる補強素子１５を用いた場合に比べて、ベルト層１０が内圧充填時や接地時等に柔軟に変形できるため、その端部に過大な張力等が掛かることがより少なくなり、周方向の変形等に対しても柔軟に追従できる。その結果、上記したベルト層１０の端部とカーカス層３との間のゴムに生じる周方向のせん断歪みも過大にならず、セパレーション等がより生じ難い。
【００２８】
しかしながら、金属からなる補強素子１５は、有機繊維コードに比べて圧縮変形に対する剛性が高いため、ベルト層１０の面内せん断剛性も高くなり、接地時にクラウン部２が過大に変形するのが抑制されて操縦安定性がより高くなるという利点を有する。本実施形態のベルト層１０では、この利点を考慮してスチールコード等の金属からなる補強素子１５により各ベルトプライ１１、１２を形成している。
【００２９】
なお、金属製のベルトプライが１枚あればベルト層１０の面内せん断剛性を充分高めることができるため、このベルト層１０のように２枚、又はそれ以上のベルトプライからなるベルト層１０では、１枚のベルトプライを金属製の補強素子１５により形成すれば、他のベルトプライは、芳香族ポリアミド等の有機繊維からなる補強素子１５により形成してもよい。
【００３０】
ベルト強化層２０は、図１に示すように、タイヤ赤道面Ｓから幅方向両外側に向かって略等しい長さに渡って延びる１枚の強化プライから構成され、その内部には、図２に示すように、実質上周方向に延びる補強素子２５、例えばスチール等の金属や芳香族ポリアミド等の有機繊維からなるコードが埋設されている。このベルト強化層２０は、ベルト層１０の幅広なベルトプライ１２よりも幅広に形成され、クラウン部２両端部のショルダー部（肩部）８付近まで、ベルト層１０の両端部を半径方向外側から覆って配置されている。
【００３１】
ここで、ベルト強化層２０は、例えば１本又は複数本の並列な補強素子２５をゴムで被覆したストリップ状の部材を、ベルト層１０の外周に螺旋状（スパイラル状）に巻き付ける等して形成される。また、補強素子２５は、図２に示すように、直線状の補強素子２５を実質上周方向に向けて配置してもよく、また、ベルト強化層２０の表裏面に平行な平面内において、例えば方形、三角形、正弦波形等の波形やジグザグ状に屈曲した補強素子２５を同一位相で、その振幅の中心線が実質上周方向を向くように配置してもよい。従って、補強素子２５の延在方向である実質上周方向には、周方向のみならず、以上のようにベルト強化層２０を形成した場合の補強素子２５、又はその振幅の中心線の延在方向を含む。
【００３２】
各補強層３０は、図１に示すように、ベルト層１０とカーカス層３との間に、その幅方向外側端部がベルト層１０（ベルトプライ１２）の幅方向外側端部よりも幅方向外側に、かつ、幅方向内側端部が、ベルト層１０の幅方向外側端部よりも幅方向内側に位置するように、ベルト層１０のそれぞれの端部を跨いで配置されている。各補強層３０は、１枚の補強プライからなり、図２に示すように、内部にタイヤ赤道面Ｓに対して所定の角度で傾斜して延びる非伸張性の補強素子３５が複数本埋設されている。本実施形態では、この各補強素子３５を、隣接するベルトプライ１２の各補強素子１５と、タイヤ赤道面Ｓに対して逆方向に傾斜させて互いに交錯させている。
【００３３】
ここで、補強層３０の補強素子３５としては、例えば引張強度等に優れるスチールコード等の金属からなる補強素子３５を用いてもよいが、有機繊維からなる補強素子３５を用いるのがより好ましい。有機繊維からなる補強素子３５の場合には、クラウン部２が変形する転動時等に、隣接するベルト層１０内の補強素子１５やカーカス層３内の補強素子９とゴムを挟んで互いに擦れ合っても、繊維自体が硬くないため層間のゴムを削るようなことが少なく、セパレーションをより確実に抑制できるという利点を有する。特に、補強素子３５を芳香族ポリアミドからなる有機繊維で形成した場合には、他の有機繊維に比べて耐熱性に優れるため、高速転動時に高温となるベルト層１０の端部に配置しても、溶解せずにその機能を発揮する。
【００３４】
なお、上記したようにグリーンタイヤの加硫成型時に、補強層３０には、半径方向内側の拡張するカーカス層３に押されて、半径方向外側の拡張しないベルト層１０等に向かう圧力が加えられる。しかし、補強層３０は、内部に複数本の補強素子３５を有するため、この圧力によっても流動しにくく、その結果、周囲のゴムの流動も抑制され、加硫成型後も各層３、１０間のゴムを確保しつつ、ほぼ同位置に残留する。
【００３５】
本実施形態の空気入りタイヤ１は、以下で説明する種々の特長を有する。
まず、ベルト層１０を構成するベルトプライ１１、１２の少なくとも１枚に、圧縮変形に対する剛性の高い金属からなる補強素子１５を埋設したため、ベルト層１０の面内せん断剛性を高くでき、接地時等にクラウン部２が過大に変形するのを抑制して操縦安定性を向上できる。同時に、その補強素子１５をタイヤ赤道面Ｓに対して傾斜させたため、幅方向の曲げ変形等に対しても剛性が高くなり操縦安定性を維持できる。また、このベルト層１０では、各ベルトプライ１１、１２に、タイヤ赤道面Ｓに対してそれぞれ逆方向に傾斜して延びる補強素子１５を埋設したため、それぞれの面内せん断変形の向きが逆になり、互いに変形を抑制し合って面内せん断剛性が高くなり操縦安定性をより向上できる。
【００３６】
ここで、このベルト層１０のように、２枚のベルトプライ１１、１２の補強素子１５を逆方向に傾斜させた場合には、各補強素子１５のタイヤ赤道面Ｓに対する傾斜角度が４５度から６０度のときにベルト層１０の面内せん断剛性が最大となり、特に操舵初期のタイヤの操縦安定性が向上する。しかし、本実施形態の空気入りタイヤ１のように、ベルト層１０に加えて周方向に延びる補強素子２５を有するベルト強化層２０を設けた場合には、ベルトプライ１１、１２の補強素子１５の傾斜角度の範囲を広くしても、充分に大きな面内せん断剛性を得ることができる。
【００３７】
しかしながら、補強素子１５の傾斜角度が１５度未満である場合には、２枚のベルトプライ１１、１２内の各補強素子１５間の角度差が小さくなりすぎることに加えて、ベルト強化層２０の補強素子２５との角度差も小さくなりすぎるため、充分なベルト層１０の面内せん断剛性を得られない恐れがある。逆に、補強素子１５の傾斜角度が大きい場合、例えば９０度である場合には、各ベルトプライ１１、１２の補強素子１５が幅方向を向いて互いに平行になる結果、ベルト層１０の面内せん断剛性が低下し、ベルト層１０が幅方向にせん断されやすくなる。同様に、傾斜角度が７０度よりも大きい場合には、２枚のベルトプライ１１、１２同士の角度差が小さすぎて充分な面内せん断剛性が得られず、操縦安定性が低下する恐れがある。
【００３８】
従って、ベルト層１０の補強素子１５のタイヤ赤道面Ｓに対する傾斜角度は、１５度から７０度であることが好ましい。この範囲内であれば、ベルト強化層２０の補強素子２５、又は他のベルトプライの補強素子１５との交錯角度が適切になり、ベルト層１０の面内せん断剛性を高めて操縦安定性の低下を防止できる。
【００３９】
また、ベルト強化層２０をベルト層１０の両端部を覆って半径方向外側に配置したため、高速転動時の遠心力で下層の部材から剥がれようとするベルト層１０全体を押さえ付けて、その剥離やセパレーション等を効果的に抑制できるとともに、クラウン部２の膨張変形を抑制する効果も大きくなる。加えて、ベルト強化層２０を幅広に形成して、クラウン部２のショルダー部８付近まで配置したため、クラウン部２の端部まで周方向の剛性を高めることができ、その部分の遠心力による膨張変形を確実に抑制できる。その結果、クラウン部２全体の路面との接地圧を均一化でき、接地圧上昇に伴う発熱を防止してクラウン部２の熱による故障の発生を抑制できる。このように、ベルト強化層２０により、操縦安定性やトラクション性を維持しつつ、セパレーション等の故障の発生を抑制して空気入りタイヤ１の耐久性を向上できる。
【００４０】
更に、補強層３０を、ベルト層１０とカーカス層３との間に、ベルト層１０の幅方向外側端部を跨いで重ね合わせて配置したため、各層３、１０間の距離を大きくすることができ、層間のゴムに生じるせん断歪みを低下させてセパレーションの発生を抑制できる。同時に、加硫成型時や転動等にベルト層１０の端部がカーカス層３に接近したり、或いは、接触又は食い込むのを防止でき、その間の距離を確保してセパレーションの発生やカーカス層３（補強素子９）が切断されるのを抑制できる。
【００４１】
以上の効果に加えて、補強層３０の補強素子３５と、隣接するベルトプライ１２の補強素子１５を、タイヤ赤道面Ｓに対して逆方向に傾斜させたため、各補強素子１５、３５が互いに交錯する箇所が増加し、ベルトプライ１２の補強素子１５の端部が補強層３０内に食い込もうとするのを、より多くの箇所で受け止めて効果的に防止できる。その結果、ベルトプライ１２の端部がカーカス層３に接近又は接触するのを防止でき、セパレーションの発生やカーカス層３の切断を抑制する効果を向上させることができる。また、補強層３０を、有機繊維からなる補強素子３５により形成した場合には、上記したように他の補強素子９、１５との擦れ合いによるセパレーションの発生をより確実に抑制でき、更に、有機繊維が芳香族ポリアミドからなる場合には、温時が上昇する高速転動時の補強層３０の機能低下を抑制できる。
【００４２】
ここで、補強層３０の周方向の剛性が高すぎる場合には、接地時等に生じるカーカス層３との間の伸びの差、及びせん断歪みが大きくなって、その間でセパレーションが生じる恐れがある。しかし、本実施形態では、補強層３０を狭幅に形成したため、幅広のベルト層１０等に比べて、他の部材から受ける変形応力や接地時に生じる応力等に柔軟に追従でき、その結果、周方向の剛性が必要以上に高くならず、カーカス層３との間にセパレーションが生じるのを一層確実に防止できる。
【００４３】
なお、ベルト強化層２０やベルト層１０の幅等にもよるが、補強層３０の幅が２０ｍｍ未満の場合には、幅が狭くなりすぎて、上記した加硫成型時のゴムの流出やベルトプライ１２の端部の食い込みを抑制する効果が小さくなり、逆に７０ｍｍよりも大きい場合には、周方向の剛性が高くなって、カーカス層３との間のせん断歪みが増加する恐れがある。従って、補強層３０の幅は、２０ｍｍから７０ｍｍ程度にするのが好ましく、この範囲内であれば、カーカス層３との間のセパレーションやカーカス層３の切断等がより生じ難くなる。
【００４４】
また、補強層３０内に埋設する補強素子３５のタイヤ赤道面Ｓに対する傾斜角度が２０度未満の場合には、補強素子３５の延在方向が周方向に近くなって補強層３０が周方向に変形し難くなる。その結果、補強層３０の周方向の剛性が高くなり、上記と同様に、カーカス層３との間のせん断歪みが大きくなる恐れがある。従って、セパレーションの発生をより確実に抑制するためには、補強素子３５のタイヤ赤道面Ｓに対する傾斜角度を２０度から９０度にすることがより好ましい。上限値の９０度は、補強素子３５を傾斜させうる最大の角度である。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態の空気入りタイヤ１では、ベルト層１０とカーカス層３間の周方向のせん断歪みを低下させて、各層３、１０間、特にベルト層１０の端部付近でのセパレーションの発生を抑制できる。同時に、ベルト層１０の端部がカーカス層３に接触等するのを防止でき、カーカス層３が切断されるのを抑制できる。従って、操縦安定性を損なうことなく、空気入りタイヤ１に故障が発生するのを効果的に抑制でき、その耐久性、特に高速耐久性を向上できる。
【００４６】
（タイヤ試験）
本発明の空気入りタイヤ１の効果を確認するため、以上説明した構造（図１参照）の４種類の実施例のタイヤ（以下、実施品という）と、実施品から補強層３０を除いた構造（図３参照）の１種類の比較例のタイヤ（以下、比較品という）を用いて、以下の条件でタイヤの耐久性等を評価した。
【００４７】
以下の実施品と比較品は全て、ＪＡＴＭＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ（２００４、日本自動車タイヤ協会規格）で定めるタイヤサイズ２２５／５０Ｒ１７（タイヤ外径６５８ｍｍ）の乗用車用ラジアルタイヤである。実施品と比較品は、補強層３０以外は全て同様に構成し、例えばトレッド４には、所定形状の溝等からなる同じトレッドパターンを形成した。また、カーカス層３は、補強素子９としてナイロン繊維を撚った直径０．５ｍｍのナイロンコードを実質上ラジアル方向に延びるように埋設したカーカスプライを２枚重ねて形成した。
【００４８】
実施品と比較品はともに、カーカス層３の半径方向外側に、２枚のベルトプライ１１、１２からなるベルト層１０を配置した。ベルトプライ１１、１２には、補強素子１５として３本のスチール線（直径０．２ｍｍ）を撚った、いわゆる１×３タイプのコードを、打ち込み間隔３５本／５０ｍｍで埋設した。また、各ベルトプライ１１、１２内の補強素子１５が、タイヤ赤道面Ｓに対して４０度の角度で傾斜するとともに、傾斜方向が互いに逆方向になるように、ベルトプライ１１、１２を互いに交錯させてベルト層１０を形成した。その半径方向外側には、１枚の強化プライからなるベルト強化層２０を配置した。ベルト強化層２０の補強素子２５には、直径０．７ｍｍの撚った芳香族ポリアミド繊維コードを用いた。このコードを３本並列させてゴムで被覆してストリップ状にした後、コードの打ち込み間隔が５０本／５０ｍｍになるように周方向にスパイラル状に巻き付けてベルト強化層２０を形成した。
【００４９】
なお、ベルト層１０の半径方向内側のベルトプライ１２は幅２１０ｍｍに、外側のベルトプライ１１は幅１９０ｍｍに形成し、ベルト強化層２０は幅２３０ｍｍに形成した。従って、ベルト強化層２０が最も幅が広く、その端部から幅方向内側へ向かって１０ｍｍの位置にベルトプライ１２の端部が位置し、更に１０ｍｍ内側にベルトプライ１１の端部が位置する。
【００５０】
４種類の実施品には、以上に加えて、ベルト層１０とカーカス層３間に補強層３０を配置した。補強層３０の幅は２０ｍｍに形成し、その幅方向外側端部を、ベルト強化層２０とベルト層１０の各端部の中間に、即ち幅広なベルトプライ１２の端部から幅方向外側に向かって５ｍｍの位置に配置した。各実施品の補強層３０には、補強素子３５を打ち込み間隔４０本／５０ｍｍで埋設し、この補強素子３５の材質とタイヤ赤道面Ｓに対する傾斜角度及び傾斜方向を変えて、以下で説明する４種類の実施品（以下、実施品Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄという）を作製した。
【００５１】
実施品Ａの補強層３０には、補強素子３５に直径０．７ｍの撚った芳香族ポリアミド繊維コードを用い、この補強素子３５を、タイヤ赤道面Ｓに対して６０度の角度で傾斜させ、かつ隣接するベルトプライ１２内の補強素子１５とタイヤ赤道面Ｓに対して同じ方向に傾斜するように配置した。
【００５２】
実施品Ｂの補強層３０には、補強素子３５に直径０．７ｍｍの撚った芳香族ポリアミド繊維コードを用い、この補強素子３５を、タイヤ赤道面Ｓに対して６０度の角度で傾斜させ、かつベルトプライ１２内の補強素子１５とタイヤ赤道面Ｓに対して逆方向に傾斜するように配置した。即ち、実施品Ａとは補強素子３５の傾斜方向が相違する。
【００５３】
実施品Ｃの補強層３０には、補強素子３５に直径０．７ｍｍの撚った芳香族ポリアミド繊維コードを用い、この補強素子３５を、タイヤ赤道面Ｓに対して９０度、即ち、幅方向を向かせて配置した。従って、実施品Ａ、Ｂとは補強素子３５の傾斜角度が相違する。
【００５４】
実施品Ｄの補強層３０には、補強素子３５に直径０．７ｍｍの撚ったナイロン繊維コードを用い、この補強素子３５を、タイヤ赤道面Ｓに対して６０度の角度で傾斜させ、かつベルトプライ１２内の補強素子１５とタイヤ赤道面Ｓに対して逆方向に傾斜するように配置した。即ち、実施品Ａ、Ｂ、Ｃとは補強素子３５の材質が相違し、また、実施品Ａとは補強素子３５の傾斜方向が、実施品Ｃとは傾斜角度が相違する。
【００５５】
以上の比較品、及び各実施品を用いて、２種類の耐久性試験と操縦安定性試験を行った。なお、以下の各試験は、それぞれ新品のタイヤを用いて行った。
耐久性試験は、直径３ｍのスチール製のドラムの外周に、タイヤをキャンバー角度０度、スリップ角度０度で、２種類の荷重（６ｋＮ、９ｋＮ）で押し付けて高速回転させて行った。このとき、タイヤには、７Ｊ×１７インチのリムに装着した後、指定内圧２２０ｋＰａよりも低い１８０ｋＰａの内圧を充填した。このようにタイヤ内圧を指定内圧よりも低めに設定したのは、タイヤのたわみ量を大きくして、タイヤの故障を促進させるためである。以上の条件で、速度１２０ｋｍ／ｈで２００時間連続走行させた後、タイヤを解剖して亀裂の有無等を調べて耐久性を比較した。
【００５６】
その結果、タイヤを６ｋＮでドラムに押し付けたときには、比較品の幅広なベルトプライ１２の端部とカーカス層３との間のゴムに長さ２ｍｍの亀裂が発生したのに対し、実施品Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄでは、亀裂は全く確認されなかった。従って、この条件では、比較品に比べて、全ての実施品でセパレーションの発生を抑制できることが分かる。
【００５７】
また、通常の走行では生じ得ない荷重９ｋＮの試験では、実施品Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは２００時間走行したのに対し、比較品は１８２時間走行したときにベルト層１０の端部が剥離してバーストが発生した。このとき、比較品では、カーカス層３も切断されていた。しかし、各実施品を解剖したところ、実施品Ｂ、Ｃでは亀裂等の欠陥が全く確認されなかったのに対し、実施品Ａ、Ｄでは、欠陥が確認された。具体的に、実施品Ａでは、補強層３０とカーカス層３の間に長さ２ｍｍの亀裂が発生したが、他の部分には故障は発生しなかった。実施品Ｄでは、補強層３０のナイロンコードがベルトプライ１２の端部と隣接する位置で若干ほつれるとともに、ベルトプライ１２の端部と補強層３０の間に長さ１ｍｍの亀裂が発生した。ただし、他の部分には故障は発生しなかった。
【００５８】
ここで、実施品Ａでは、ベルトプライ１２と補強層３０の各補強素子１５、３５の傾斜方向が同じ方向であるため、逆方向である実施品Ｂに比べて、ベルトプライ１２端部が補強層３０に食い込みやすく、補強層３０がベルトプライ１２の端部と同様な動きをしやすくなり、せん断歪みが若干大きくなって僅かに亀裂が生じたものと考えられる。また、実施品Ｄでは、ベルトプライ１２と補強層３０の各補強素子１５、３５の傾斜方向が逆向きに交錯しているものの、補強層３０の補強素子３５がナイロン製であり、発熱時に軟化しやすいため、コードが劣化して若干のほつれと僅かな亀裂が生じたものと考えられる。これらに対し、実施品Ｂ、Ｃでは、補強素子３５がベルトプライ１２の補強素子１５と交錯しているため、ベルト層１０の端部とカーカス層３間の距離が確実に確保されて亀裂の発生が抑制されたものと考えられる。
【００５９】
このように、より過酷な条件では、実施品の一部に故障が生じたものの、カーカス層３の切断は発生しなかった。また、比較品では亀裂の長さが少なくとも２０ｍｍ以上になって故障していることが伺え、これに比べて各実施品の故障の程度は極めて小さく、セパレーションの発生やカーカス層３の切断を効果的に抑制できることが分かる。
【００６０】
次に、比較品と実施品Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのそれぞれを、後輪駆動のスポーツタイプの車両の４輪全てに取り付けて、熟練ドライバーによるテストコース走行を行って、操縦安定性を比較した。その結果、５つの各タイヤの操縦安定性に差は認められなかった。
【００６１】
以上の結果から、本発明により、操縦安定性を損なうことなく、故障の発生を効果的に抑制して、空気入りタイヤ１の耐久性、特に高速耐久性や高荷重耐久性を向上できることが証明された。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本実施形態の空気入りタイヤのタイヤ幅方向半断面図である。
【図２】本実施形態の空気入りタイヤのクラウン部の構造を模式的に示す一部破断平面展開図である。
【図３】従来の空気入りタイヤのタイヤ幅方向半断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１・・・空気入りタイヤ、２・・・クラウン部、３・・・カーカス層、４・・・トレッド、５・・・ビードコア、６・・・ビード部、７・・・サイドウォール部、８・・・ショルダー部、９・・・補強素子、１０・・・ベルト層、１１・・・ベルトプライ、１２・・・ベルトプライ、１５・・・補強素子、２０・・・ベルト強化層、２５・・・補強素子、３０・・・補強層、３５・・・補強素子、５０・・・リブ溝。
【図１】
2007137172.tif 000003
【図２】
2007137172.tif 000004
【図３】
2007137172.tif 000005